Меню

Блочно-модульная котельная

СарЭнергоПром
Обзор современных методов повышения нефтеотдачи пласта

Обзор современных методов повышения нефтеотдачи пласта

Введение

Под нефтеотдачей понимается объём нефти, добытой из пласта, к общим запасам в пласте. Нефтеотдача классифицируется на текущую и конечную. Текущая показывает количественный объём нефти, извлечённый в процессе разработки месторождения. Конечная нефтеотдача выражает отношение общего объёма добытой нефти из пласта к её перноначальным запасам. Коэффициент нефтеотдачи показывает эффективность добычи в процессе разработки месторождения. К примеру, коэффициент 0,8 говорит о том, что при разработке пласта было добыто только 80% нефтепродуктов от ожидаемых объёмов.


1. Цели применения МУН

Актуальность проблемы повышения нефтеотдачи пластов растёт с каждым годом. Особенно остро это проявляется на фоне энергетических кризисов в ряде европейских стран. Инвестиции в исследования, посвящённые данной проблеме, также интенсивно возрастают. Научный подход и кропотливый анализ потенциальных месторождений позволяют подбирать наиболее эффективные технологии при разработке.

Для получения максимальной экономической выгоды, снижения затрат на разработку новых месторождений, уменьшения капитальных вложений в процесс весь цикл разработки нового пласта принято подразделять на три этапа:

  1.  Максимальное использование естественной энергии пласта: газовой шапки, растворённых газов, грунтовых и контурных вод;

  2.  Реализация методов поддержки пластового давления с помощью закачки газа или воды;

  3.  Повышение эффективности разработки пласта методом увеличения нефтеотдачи – МУН.

Методы увеличения нефтеотдачи прежде всего должны эффективно воздействовать на нефть, находящуюся в загазованных или заводнённых участках пластов.


2. Классификация методов увеличения нефтеотдачи

Классификация МУН выполняется в зависимости от типа рабочих агентов, которыми могут быть полимеры, щёлочи, кислоты, поверхностно-активные вещества. МУН делится на 6 больших групп, каждая из которых включает в себя подгруппы:

  1.  К газодинамическим методам относятся изменение фильтрационных потоков, вовлечение недренируемых запасов, ускоренный отбор жидкости;

  2.  Физико-химические методы включают вытеснение нефтепродуктов водными растворами, щелочами и растворами полимеров;

  3.  К газовым методам относятся воздействие на пласты окисью углерода, углеводородными газами и азотом;

  4.  К тепловым методам относят паротепловое воздействие, воздействие горячей водой и пароциклическую обработку скважин;

  5.  Волновые методы включают электромагнитные и акустические воздействия на почву;

  6.  Микробиологические методы обеспечивают увеличение нефтеотдачи благодаря воздействию на почву микроорганизмов.

На практике имеет место комбинированные МУН, сочетающие в себе несколько основных методов.


3. Основные МУН

   3.1 Тепловые МУН

Тепловые методы по степени воздействия на пласты почвы подразделяются на обработку призабойных зон горячей водой или паром с добавлением химических компонентов и обширное воздействие на пласт почвы паром. В зависимости от вида агента тепловые методы подразделяются на 3 группы: технологии, предусматривающие нагнетание в пласт любого теплоносителя; технологии, основанные на нагнетании в почву окислителей и комбинированные технологии, предусматривающие заказчку одновременно двух и более агентов.

Наибольшее распространение получили технологии, действие которых основано на воздействии пара. Это наименее затратные и дающие высокий экономический эффект МУН.

   3.2 Газовые МУН

Двуокись углерода хорошо перемешивается с нефтепродуктами. Именно поэтому она используется для вытеснения нефти из пласта. Катализатором для обеспечения абсолютной смешиваемости двуокиси с нефтью служит высокое давление. Растворяясь в нефти, двуокись углерода резко уменьшает её вязкость. «Разбухание» нефти с растворённой двуокисью углерода приводит к увеличению её объёма на 50-70%, что существенно влияет на повышение нефтеотдачи пласта. Т.е. двуокись углерода в любом агрегатном состоянии используется как растворитель нефти. Технологий закачки в пласты двуокиси несколько. Одна предусматривает закачку углерода в неистощённый пласт в качестве оторочки. Другая применяется для истощённых пластов, давление которых не превышает 10 атм. При этом двуокись закачивается в газообразном состоянии непрерывно.

   3.3 Химические МУН

Доказанным фактом является то, что способность к нефтевытеснению пластовых вод существенно выше, чем поверхностных. Необходимые изменения свойств и характеристик жидкости достигаются с помощью поверхностно-активных веществ. Такие добавки улучшают смачивающие свойства пластовых вод, снижают коэффициент поверхностного натяжения, в результате чего коэффициент вытеснения нефти на её границе с водой возрастает.

Молекулы таких веществ представляют собой углеродные гидрофобные цепи. По химическим признакам такие вещества подразделяются на:

  • катионоактивные;

  • анионоактивные;

  • неиногенные.

Лабораторными исследованиями установлено, что для улучшения вытесняющей способности требуются вещества, изменяющие поверхностное натяжение до 0,02-0,05 мН/м. Применение поверхностно-активных веществ увеличивает нефтеотдачу на 5-6%.

Полимерное заводнение распространено шире и является более эффективным МУН. Помимо того, что это самый простой способ применения в промысловых условиях, он не требует больших капитальных вложений. Такой метод подходит для небольших проектов по разработке месторождений нефти. Основным сдерживающим фактором к применению полимерных растворов является повышенная проницаемость пород. Это связано с присутствием в них крупных каналов фильтрации. На российских месторождениях полимерные составы используют, в основном, для нагнетательных скважин на расчленённых пластах.

   3.4 Гидродинамические МУН

Основная цель данного вида МУН – увеличение охвата пласта путём заводнения. В процессе участвуют отдельные нефтяные линзы, малопроницаемые пласты, нефтяные карманы. Реализация гидродинамического метода не требует пересмотра системы ППД на залежах:

  • высокое давление создаётся за счёт нагнетания;

  • отбор жидкости выполняется форсированным способом;

  • меняется направление фильтрационных потоков;

  • создаётся циклическое заводнение.

Величина давления нагнетания в устье скважины достигает 150-200 атм, в некоторых случаях – до 400 атм. При повышении давления увеличивается репрессия на пласт. За счёт этого достигается фильтрация новых проницаемых слоёв.

Иногда переход на данный метод обусловлен рядом технических трудностей. Необходимость установки дополнительных насосов, последующей прокладки трубопроводов существенно увеличивает стоимость проекта. В процессе гидродинамического МУН необходимо обеспечить строгий баланс между объёмом закачиваемой и отбираемой воды.

   3.5 Методы увеличения дебита скважин

Существенно повысить нефтеотдачу пласта позволяют комбинированные технологии. Они сочетают тепловые и химические МУН и широко применяются во всём мире. К таким технологиям относятся полимерное заводнение, воздействие щелочами под высокой температурой, парогазовое воздействие, совместная заказчика пара и растворителя, внутрипластовая генерация химических реагентов.

Нефть высокой вязкости под действием пара вытесняется в малых объёмах. Для повышения эффективности в пласты перед нагнетанием пара вводят небольшое количество растворителя. Излишки растворителя с нефтью не перемешиваются, а создают в пластах каналы для фильтрации конденсата пара. Экспериментальным путём установлено, что наилучший коэффициент вытеснения наблюдается на пластах, размер зоны смеси которых составляет 13-15% от общей длины. Оптимальный баланс смеси содержит не более 30% растворителя. При этом необходимости в создании оторочки растворителя большого объёма нет. Особенность: рост нефтеотдачи не зависит от объёма введённого растворителя. Растворитель лишь повышает динамику и темпы отбора нефти на залежах в процессе естественной разработки месторождения.



4. Эффективность применения МУН

С помощью вышеописанных методов МУН можно значительно увеличить интенсивность фильтрационных процессов при разработке месторождений, в том числе повысить нефтеотдачу за счёт амплитудно-частотных воздействий. Применение различных методов увеличения нефтеотдачи увеличивает коэффициент извлечения нефти до 70%. Для сравнения использование потенциала энергии пластов повышает КИН лишь до 25%.

МУН – эффективный инструмент для наращивания запасов нефти, применяемый различными странами. Так, в 2021 году среднее значение коэффициента увеличилось на 48% и продолжает расти. Ещё в 1980-х годах прошлого столетия мировая добыча нефти за счёт применения того или иного вида МУН не превышала 80 млн тонн в год. Сегодня эта цифра уже приближается к отметке 120 млн тонн. К примеру, повышения коэффициента извлечения нефти на 1% только по России позволит дополнительно добывать до 35 млн тонн нефти в год.


5. Опыт применения МУН в мире

Мировой опыт доказывает, что увеличение нефтеотдачи при применении газовых методов составляет до 10%, физико-химических – до 9%, тепловых до 20%. По оценкам экспертов, на тепловые проекты приходится почти половина добычи с помощью МУН, а на закачку азота – около 45 %. К примеру, в США наибольшее распространение получили именно термические и газовые МУН. Международные агентства по энергетике не сходятся в едином мнении относительно того, какой метод является превалирующим и самым эффективным. На процесс влияет множество факторов:

  • глубина пластов;

  • коэффициент извлечения на конкретный момент времени;

  • показатель средней температуры окружающей среды;

  • плотность и проницаемость почвы;

  • тип породы.

Как пример, компания Royal Dutch Shell также с успехом применяет инновационные МУН в Омане в рамках стратегического альянса с Petroleum Development Oman. В частности, на месторождениях Карн-Алам, Фахуд и Амал активно ведется закачка пара, на участках недр Аль-Нур и Харвил — закачка растворенного газа, а на месторождениях Мармул, Нимр и Амин используются химические методы. Кроме того, проекты по увеличению нефтеотдачи тепловыми (термическими) способами ведут совместные предприятия Royal Dutch Shell и ExxonMobil. Среди наиболее ярких примеров — проект Aera в Калифорнии, а также месторождение Скунебик в Нидерландах.

Передвижные станции

Существенно повысить нефтеотдачу позволяют мобильные установки. Они широко известны как МУПН – мобильные установки подготовки нефти. Их назначение:

  • разделение продукта переработки на нефть и газ с последующей транспортировкой или выбросом в факел;

  • чёткий учёт обессоленной нефти;

  • исследование нефтяных, нефтегазоконденсатных, газоконденсатных скважин;

  • сбор нефти для последующей транспортировки или временного хранения.

Стандартная мобильная установка является сложным технологическим комплексом, включающим в себя нефтегазовые и газовые сепараторы, блоки подогрева нефтепродуктов, системы измерения количества и параметров нефти, автоматизированное рабочее место оператора, а также комплекс средств автоматики и контрольно-измерительных приборов.

Преимущества таких станций очевидны. Они позволяют сэкономить финансовые затраты на обустройство постоянных инженерных коммуникаций, обладают автономным энергообеспечением, способны перемещаться по территории разработки месторождения. Пусконаладочные и монтажные работы таких установок занимают в 2-3 раза меньше времени в сравнении со стационарными комплексами.

 



Возврат к списку

Заказ звонка
up